SPARWOZDANIE

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z metodami badań transformatorów w różnych stanach ich pracy. Dotyczą one pomiarów przekładni, start w żelazie w stanie jałowym, napięcia zwarcia i strat mocy w miedzi w stanie zwarcia oraz wyznaczenia charakterystyk transformatora w stanie obciążenia.

transformator - urządzenie elektromagnetyczne służące do przetwarzania energii
elektrycznej prądu zmiennego z jednej wartości napięcia na
inną, wykorzystuje się je do po podwyższania napięcia do
wartości najkorzystniejszych dla przesyłu energii na duże
odległości, lub odwrotnie - obniża z powrotem do takiego
napięcia, jakie wymagane jest przez konkretne odbiorniki tejże
energii, o dużym zakresie mocy (od kilku MVA do kilku VA),
oraz można wyróżnić ich kilka rodzajów uzależnionych od ich
budowy: jednofazowe, trójfazowe, wielofazowe.

transformator specjalny - transformatory pomiarowe zwane przekładnikami (prądowe i
napięciowe), transformatory spawalnicze i prostownikowe,
autotransformatory, przesuwniki fazowe, transformatory
miniaturowe, stosowane w układach przenoszenia informacji
(telekomunikacja), elektronice i automatyce.

gdzie:

U₁ - napięcie na pierwotnym uzwojeniu

U₂ - napięcie na wtórnym uzwojeniu

Z₁ - ilość zwojów pierwotnego uzwojenia

Z₂ - ilość zwojów wtórnego uzwojenia

UWAGA!(jeśli Z₁>Z₂ U₁>U₂ , natomiast jeśli Z₂>Z₁ U₂>U₁)

i₁ - natężenie prądu na pierwotnym uzwojeniu

i₂ - natężenie prądu na wtórnym uzwojeniu

1 - rdzeń transformatora

Φ - strumień prądu (?)

W - włącznik obciążenia

Z - obciążenie uzwojenia wtórnego

stan jałowy - kiedy uzwojenie pierwotne włączone jest do sieci zasilającej,
natomiast uzwojenie wtórne pozostaje rozwarte, czyli prąd I₂=0,
a prąd pierwotny równy jest prądowi stanu jałowemu (I₁=I₀),
czyli o wartości kilku procent prądu znamionowego
transformatora.

zwarcie transformatora - istnieje wtedy, gdy uzwojenie pierwotne jest zasilane napięciem
U₁, a uzwojenie wtórne zwarte pomijanie małą impedancją,
istnieją dwa rodzaje tego stanu: awaryjne - wartość U₁ równa
napięciu znamionowemu, oraz zwarcie pomiarowe, czyli
wykonywane celowo aby określić i zbadać niektóre jego
parametry, wykonywane na obniżonym napięciu U₁, takim, aby
prąd płynący w uzwojeniu wtórnym nie przekroczył wartości
znamionowej, inaczej zwane napięciem zwarcia U_z, którego
wartość jest rzędu kilku procent napięcia znamionowego.

stan obciążenia - stan, w którym uzwojenie pierwotne jest dołączone do sieci
zasilającej, a do zacisków uzwojenia wtórnego podłączony jest
odbiornik energii elektrycznej.

Wyznaczanie przekładni i strat mocy w rdzeniu(żelazie) transformatora jednofazowego w stanie jałowym:

WARTOŚCI MIERZONE					WARTOŚCI OBLICZONE
L.p	U1	I1	p1	U2	cosϕ	v
-	V	A	W	V	-	-
1	220	1,25	70	400	0,255	0,55
2	200	0,9	55	300	0,306	0,67
3	160	0,7	40	290	0,375	0,55
4	130	0,6	28	234	,359	0,56
5	110	0,4	20	198	0,455	0,56

Wyznaczanie napięcia zwarcia i strat mocy w miedzi transformatora jednofazowego w stanie zwarcia pomiarowego:

WARTOŚCI MIERZONE					WARTOŚCI OBLICZONE
L.p	U1	I1	I2	Pz	cosϕ2	Uz%
-	V	A	A	W	-	%
1	22	8,65	5	50	0,263	10%
2	18	6,9	4	32,5	0,262	8%
3	14	5,1	3	19,5	0,273	6%
4	10	3,4	2	9	0,265	5%
5	5	1,65	1	2,5	0,303	2%

Wyznaczanie charakterystyk obciążenia transformatora jednofazowego:

WARTOŚCI MIERZONE						WARTOŚCI OBLICZONE
Lp.	U1	I1	P1	U2	I2	P2	cosϕ1	η	ΔU
-	V	A	W	V	A	W	-	%	%
1.	200	1	60	365	0	0	0,300	0	4
2.	197	2,5	385	360	1	360	0,782	94	5
3.	195	3,9	743	352	2	704	0,977	95	7
4.	195	5,4	1020	350	3	1050	0,969	103	8
5.	194	7,1	1360	345	4	1380	0,987	101	9
6.	192	8,85	1690	340	5	1700	0,995	101	11

Wnioski:

Na wykresach charakterystyk obciążenia transformatora obserwujemy, że:

• napięcie wtórne U₂ maleje wraz ze wzrostem obciążenia, spowodowane jest to
  wzrostem napięć w transformatorze;

- natężenie prądu I₁ wzrasta liniowo wraz ze wzrostem obciążenia, poczynając od
wartości I₁=1A w stanie jałowym(I₂=0);

- sprawność transformatora wzrasta (od zera wstanie jałowym), wraz ze wzrostem
natężenia I₂;

- współczynnik mocy także wzrasta, przy czym jego wartość w stanie jałowym wynosi
cosϕ=0,3.

Wykresy funkcji dla poszczególnych wartości nie zostały przedstawione na wspólnym wykresie, ponieważ ich wartości pokrywają się i nie są czytelne.

---